CN101137859B - 具有减噪套筒的流体喷射器 - Google Patents

Abstract

压力致动油喷射器长久以来用于在往复式发动机内冷却活塞下侧。本发明公开的流体喷射器用于在压力下提供流体到所希望的位置。流体喷射器包括阀体、在阀体的至少一个部分内纵向延伸的至少一个流体通道、位于阀体内并在其内

Description

具有减噪套筒的流体喷射器

本申请要求2004年12月21日提交的美国临时专利申请第60/637,968号的优先权，其通过引用结合于此处，且其为2004年8月9日提交的序列号为10/914,297的共同未决的美国专利申请的部分继续申请。

技术领域

本发明大体上涉及流体喷射器，用于在压力下提供流体至所希望的位置，更具体地，涉及一种具有减噪部分的流体喷射器以防止“敲击声”。

背景技术

汽油发动机、柴油发动机、及高性能发动机的活塞在操作期间容易变得过热。压力致动油喷射器长久以来已被用于冷却这种往复式发动机内的活塞下侧。这种油喷射器经常装配于发动机组下侧的孔内，并在压力下接收来自油道的油。这些油喷射器还与止回阀相结合，以在达到预先确定的油压时，供应油给油喷射器，并还防止低油压条件下必要油压的虹吸抽出。

油喷射器将油喷射进活塞下侧的冷却通道内，通过吸收热量冷却活塞顶及环绕的气缸壁(从而降低燃烧室温度)。其发生在发动机运转时。这个措施降低了活塞温度，其帮助发动机产生更多的动力，并有助于润滑活塞和气缸壁，以增强耐久性。缸径和往复元件上的额外的油层还将典型地由这些元件发出的噪声减到最小。最适宜的操作温度还增长了关键发动机部件的寿命并减少维护成本。

用于工业中的压力致动油喷射器有两种标准类型，各包括两部分构造。如图1所示，典型的压力致动油喷射器包括两件式的结构，两件式结构包括油喷射器体10及油喷射器阀12。油喷射器体10包括主体14，主体14的一端具有阀孔16，且另一端具有螺栓接收孔18。主体14的侧面延伸出两个喷嘴20，喷嘴20与阀孔16的内部形成流体连通。

阀12大体上包括管状套筒22，套筒22具有螺纹外部24及一对油出孔26。套筒22在一端上还连接有加大头部28。因此，在典型的两件式油喷射器组件的装配中，阀12插入阀孔16内，直到阀12的油出孔26与喷嘴20排成直线。阀12的螺纹部24螺旋地与在发动机组的较低部分内的螺孔啮合，发动机组在来自油道的压力下将油传送至阀12。

大体上有两种用于工业上处理压力致动的阀结构：球阀结构(示于图1A)与活塞阀结构(示于图1B)。虽然两种结构在下面进一步描述，应该理解，为简单起见，相同的元件由相同的标号表示。

如最佳地示于图2，球阀30包括管状套筒32，管状套筒32的一端连接于加大头部40。套筒还包括一对油出口36，当球阀置于油喷射器体10内时，油出口36与油喷射器体的喷嘴连通。孔洞38作为油进入球阀30的通道而延伸穿过头部40与套筒32。在与头部40相对的一端，孔洞38逐渐变小以形成与油入口44连通的底座42。

弹簧46支撑于孔洞38内，且促使球48抵靠底座42以形成阀关闭位置。盖体50安置于头部40上孔洞38的上方以保持弹簧46在套筒32内。当油压超过预先确定的值时，油在压力下穿过油入口44以克服弹簧力并压下球48使其抵靠弹簧46，从而产生阀开启位置。通过图2的箭头X和Y，油在压力下进入孔洞38且从油出口36出来。油出口36与引导油至活塞的油喷射器体10内的喷嘴形成流体连通。当油压降低至低于预先确定值时，弹簧46促使球48抵靠底座42以防止油压的虹吸抽回并形成阀关闭的位置。

球阀结构特定的缺点是球48在低的或变化的油压下跳动、振荡、或摇摆。当油喷射器内的油压不够大到足以克服弹簧力并将球48压靠弹簧46时，球48在位置上跳动。这种跳动产生安装油喷射器的车辆的操作者和/或乘客听得到的噪声。另外，当油压减小到低于预先确定值时，弹簧46促使球48抵靠底座42。其造成球48“敲击”底座42，再一次，产生安装油喷射器的车辆的操作者和/或乘客听得到的噪声。

如图3所示，第二油喷射器结构包括活塞阀结构。活塞阀52包括管状套筒32，套筒32在一端上连接于加大头部40。套筒32还包括在其较低端处的一对油出口36，油出口36与分离的油喷射器体10的喷嘴连通。孔洞38作为油进入活塞阀52的通道而延伸穿过头部40与套筒32。在与头部40相对的一端及油出口36的下面，孔洞38逐渐变小以形成与油入口44连通的底座42。

弹簧46支撑于孔洞38内，并促活塞54抵靠底座42以形成阀关闭位置。盖体50安置于头部40上孔洞38的上方以保持弹簧46在套筒32内。当油压超过预先确定的值时，油在压力下穿过油入口44以克服弹簧力并压下活塞54并暴露油出口36，从而形成阀开启位置。通过图3示出的箭头X和Y，油在压力下进入孔洞38并从油出口36出来。油出口36与分离体10内的引导油至活塞的喷嘴形成流体连通。当油压降低至低于预先确定值时，弹簧46促使活塞54抵靠底座42以防止油压的虹吸抽回并产生阀关闭的位置。

虽然不是各别的，但活塞阀结构具有与球活塞结构类似的缺点。活塞54在低的或变化的油压下跳动。当油喷射器内的油压不够大到足以克服弹簧力并将活塞54压靠弹簧46时，活塞54在位置上跳动。这种跳动产生安装油喷射器的车辆的操作者和/或乘客听得到的噪声。另外，当油压减小到低于预先确定值时，弹簧46促使活塞54抵靠底座42。这造成活塞54“敲击”底座42，再一次，产生安装油喷射器的车辆的操作者和/或乘客听得到的噪声。

因此，本技术领域需要创造消声方式下工作的流体喷射器，当油压下降且弹簧促使球或活塞抵靠底座时，不会在低的或变化的油压下跳动或敲击底座。

发明内容

相应地，本发明提供一种流体喷射器。流体喷射器包括阀体、在阀体的至少一部分之内纵向延伸的至少一个流体通道、位于阀体之内并在其内在阀开启位置与阀关闭位置之间可纵向移动的流体压力致动阀元件、以及在阀体内部延伸的套筒，其中，当油压下降到预先确定的阈值之下时，该阀元件保持于该套筒之内。

在另一实施例中，流体喷射器包括阀体、在阀体的至少一部分之内纵向延伸的阀元件保持区域、在阀体的至少一部分之内纵向延伸并与阀元件保持区域的至少一部分形成流体连通的至少一个流体通道、穿过阀体与至少一个流体通道形成流体连通的至少一个流体出孔、位于阀元件保持区域内并沿此区域在阀开启位置与阀关闭位置之间可纵向移动的流体压力致动阀元件、以及套筒，该套筒在阀体内部延伸，以允许阀元件在低的并变化的压力下浮于套筒内，并在压力下降时防止阀元件敲击。

在又一实施例中，流体喷射器包括阀体、在阀体的至少一部分之内纵向延伸的阀元件保持区域、在阀体的至少一部分之内纵向延伸并与阀元件保持区域的至少一部分形成流体连通的至少一个流体通道、穿过阀体与至少一个流体通道形成流体连通的至少一个流体出孔、位于阀元件保持区域内并在阀开启位置与阀关闭位置之间沿该区域可纵向移动的流体压力致动阀元件、以及连接于阀体的盖体，该盖体具有在阀体内部延伸的套筒，以在低的和变化的压力下，允许阀元件浮于套筒内，并在压力下降时防止阀元件敲击。

附图说明

通过结合附图参考下面的详细描述，本发明的操作可被更好地理解，其中：

图1为组装前的现有技术的油喷射器阀及油喷射器体的分解图；

图1A为现有技术的球型止回阀的油喷射器阀的截面图；

图1B为现有技术的活塞阀类型的油喷射器阀的截面图；

图2为图1A的放大图；

图3为图1B的放大图；

图4为本发明油喷射器的实施例的透视图；

图5为油喷射器的实施例的截面图；及

图6为图5的油喷射器的透视图，其没有盖体，以示出阀元件保持区域内的细节。

具体实施方式

下面的详细描述指本发明的某种实施例。应该理解这些实施例的下面的描述不会将本发明的范围限制于所示的及所描述的实施例。

参照图4-图6，且最佳地如图5所示，油喷射器大体上指定为98，利用具有整体的阀元件保持区域112的阀体100。阀元件保持区域112内附装有弹簧偏压阀元件115，弹簧偏压阀元件115通过连接于阀体100的盖体120保持在阀元件保持区域112内。喷嘴122连接于阀体100以引导油在压力下至所希望的位置。

最佳地如图4所示，阀体100是压铸的、整体元件，由于粉末金属相对的低成本且使用方便，阀体100可由粉末金属制成。阀体100具有整体成形的阀元件保持区域112，至少一个流体通道114与阀元件保持区域112形成流体连通，且至少一个流体出孔102延伸穿过阀体100与至少一个流体通道114形成流体连通。如图所示，阀体100利用一对流体通道114与阀元件保持区域112形成流体连通，且一对流体出孔102与相关的流体通道114形成流体连通。或者，阀体100可利用一个或任何数量的流体通道与阀元件保持区域112形成流体连通。另外地及可选地，可使用一个或任何数量的流体出孔。

继续参照图4，阀元件保持区域112纵向延伸于阀体100的至少一部分内，用以当阀元件保持区域112内的油压克服了弹簧力时，防止阀元件115在阀体100内振荡。其还在阀开启位置期间防止流体充气和气穴现象。在本实施例中，纵向延伸于阀体100的至少一部分内并与其整合的一对面对面的侧壁110限定阀元件保持区域112。侧壁110向内延伸于腔104内，以限定阀元件保持区域112。如图所示，侧壁110的至少一部分表面是半圆形状，以根据具体情况而定，当油压克服弹簧力时，大体上保持阀元件球或活塞于保持区域口与其底座之间。然而，可利用其它侧壁结构防止阀元件115于阀体100内振荡。

流体通道114纵向延伸于阀体100的至少一部分内，且与阀元件保持区域112的至少一部分形成流体连通。在本实施例中，流体通道114至少部分地由侧壁110限定。更具体地，流体通道114位于阀元件保持区域112周围且彼此相对，并各自纵向沿着阀元件保持区域112与其形成流体连通。然而，应该清楚可利用用于油通道的多种其它安置及结构，而仍在本发明的范围内。

流体出孔102延伸穿过阀体100与流体通道114形成流体连通。下面更详细地描述，喷嘴122将连接至油出孔102以在压力下将油转入所希望的位置。阀体100还可具有装配接头106，装配接头106具有孔108，通过孔108，装配螺栓(未示出)可连接油喷射器98至发动机组(未示出)的下面。

参照图5，流体压力促使阀元件115置于阀元件保持区域112内，且沿着该处在阀开启位置与阀关闭位置(图5显示阀关闭位置)之间可纵向移动。本实施例利用直列的、球型止回阀。但也可使用其它类型的阀。虽然可利用其它元件，如活塞，但本实施例的阀元件115是球118。球118通过位于阀元件保持区域112内的压缩弹簧116而被偏压进入阀关闭位置。

流体入口穿过盖体120，盖体120相对于阀元件保持区域112共轴地连接至阀体100，以在阀元件保持区域112内保持球118和弹簧116。盖体120还包括套筒135。套筒135或者可以与盖体120整体地形成，或者可以通过另外的处理方法如焊接、紧固等连接于盖体120。套筒135还包括内向延伸于腔104内的侧壁140。在本实施例中，侧壁140的表面为半圆形，用以保持阀元件球或活塞，根据具体情况而定，当油压力不足以克服弹簧116的力或油压下降且弹簧116促使球118抵靠底座时，大体上保持阀元件球或活塞在侧壁140之间。其允许阀元件115在低的且变化的压力下浮于套筒135内，并当压力下降时，防止阀元件115敲击盖体120的下侧。应该注意，虽然图5示出了盖体120的截面图，在图6中，为示出另外的细节将盖体120移开。

对于操作，油喷射器98用装配螺栓穿过装配接头106内的装配孔108而连接至发动机组。安置喷嘴122以提供油至所希望的位置。油在压力下典型地通过油管路(未示出)供应至油喷射器98，油管路沿周界130连接至油喷射器阀体100。然后，油在压力下从油贮存器(未示出)通过油泵(未示出)吸入盖体开孔124。

参照图5和图6，当油压在预先确定值之上时，油在压力下克服弹簧力并在阀元件保持区域112内将球118压至阀开启位置。由于球118不再处于其位于盖体开孔124下侧上停靠的阀关闭位置，允许油流经盖体开孔124，进入阀元件保持区域112，并围绕及越过球118并进入流体通道114。油在压力下通过流体通道114并通过油出孔102至喷嘴122。油在压力下从喷嘴122喷射至所希望的区域如活塞上。

只要油压力保持在预先确定值之上，球118被推动进入阀开启位置。当油压力下降低于预先确定值时，弹簧116促使球118至阀关闭位置并使球118抵靠在盖体开孔124的下侧，以防止油压力的虹吸抽出。特别在压力下降时，球118与盖体120的套筒135的侧壁140进行接触，并与盖体开孔124的下面轻柔地接触。其防止球118“敲击”盖体开孔124的下侧，从而减少操作期间油喷射器98产生的噪声。

阀元件保持区域112允许球118在其内纵向移动于阀关闭位置与阀开启位置之间，而制止球118振荡和造成油的充气和气穴现象。因此，球118不会响应于球118之上和周围的油的流动而在腔104内振荡。进而，盖体120的套筒135的侧壁140防止球118在低的或变化的油压下跳动、振荡、或摇摆。特别地，当油压不够大到足以克服弹簧116的某些压力呈现出来的推力，球118会在位置上跳动或振荡。侧壁140有一定的大小以防止球118振荡或跳动。在这期间，因为除了纵向没有足够的空间使球118移动，球118浮于套筒135内。其减少了油喷射器98操作期间造成的噪声。

虽然本发明的实施例已经举例说明于附图中，并描述于前面的详细描述中，可以理解，本发明不仅限于所公开的实施例，但描述于此的本发明可以进行多种重新安置、变动及置换而不脱离下面的权利要求的范围。

Claims (19)

1.一种流体喷射器，包括：

阀体；

在所述阀体内的一对面对面的侧壁；

至少一个流体通道，其在所述阀体的至少一部分之内纵向延伸，所述流体通道由所述面对面的侧壁之间的空间限定；

阀元件保持区域，其在所述阀体内在所述面对面的侧壁之间纵向延伸；

流体压力致动阀元件，其位于所述阀元件保持区域之内，并在阀开启位置与阀关闭位置之间在其内可纵向移动，其中通过所述阀元件保持区域防止所述阀元件在所述阀体内振荡；以及

套筒，其在所述阀体内部延伸，其中，在阀关闭位置，所述阀元件保持于所述套筒之内，流体在阀关闭位置不会从所述套筒流到所述阀体，且所述阀元件在阀开启位置至少基本上离开所述套筒，所述阀元件在低的和变化的压力下沿所述套筒的长度浮动，并在压力下降时防止所述阀元件敲击所述套筒。

2.如权利要求1所述的流体喷射器，其特征在于：所述流体通道与所述阀元件保持区域的至少一部分形成流体连通。

3.如权利要求2所述的流体喷射器，其特征在于：还包括盖体，所述盖体包括所述套筒。

4.如权利要求3所述的流体喷射器，其特征在于：所述套筒与所述盖体整体成形。

5.如权利要求3所述的流体喷射器，其特征在于：所述套筒与所述盖体相连接。

6.如权利要求3所述的流体喷射器，其特征在于：所述盖体具有在其中穿过的流体入孔，所述盖体相对于所述阀元件保持区域同轴地连接至所述阀体，以将所述阀元件保持在所述阀元件保持区域内。

7.一种流体喷射器，包括：

阀体；

在所述阀体内的一对面对面的侧壁；

阀元件保持区域，其在所述阀体的至少一部分之内在所述面对面的侧壁之间纵向延伸；

至少一个流体通道，其在所述阀体的至少一部分之内纵向延伸，并与所述阀元件保持区域的至少一部分形成流体连通，所述流体通道由所述面对面的侧壁之间的空间限定；

至少一个流体出孔，其穿过所述阀体与所述至少一个流体通道形成流体连通；

流体压力致动阀元件，其位于所述阀元件保持区域内，并在阀开启位置与阀关闭位置之间沿该区域可纵向移动，其中通过所述阀元件保持区域防止所述阀元件在所述阀体内振荡，且所述阀元件具有长度；以及

套筒，其在所述阀体内部延伸，其中所述套筒具有在所述套筒内限定阀元件保持区域的壁，所述壁具有大于所述阀元件长度一半的长度以允许所述阀元件在低的和变化的压力下浮于所述套筒内，并在压力下降时防止所述阀元件敲击所述套筒。

8.如权利要求7所述的流体喷射器，其特征在于：还包括至少一个喷嘴，所述喷嘴连接于所述至少一个流体出孔，以引导流体在压力下到所希望的位置。

9.如权利要求8所述的流体喷射器，其特征在于：还包括盖体，所述盖体包括所述套筒。

10.如权利要求9所述的流体喷射器，其特征在于：所述阀元件具有基本上等于所述套筒内部直径的直径。

11.如权利要求10所述的流体喷射器，其特征在于：所述盖体具有在其中穿过的流体入孔，所述盖体相对于所述阀元件保持区域同轴地连接至所述阀体，以将所述阀元件保持在所述阀元件保持区域内。

12.如权利要求11所述的流体喷射器，其特征在于：还包括位于所述阀元件保持区域内的弹簧，所述弹簧朝向所述盖体偏压所述阀元件。

13.如权利要求12所述的流体喷射器，其特征在于：所述阀元件在阀关闭位置期间弹性偏压抵靠所述流体入孔，并在阀开启位置期间响应于预先确定的油压，而沿所述阀元件保持区域抵靠所述弹簧可移动。

14.一种流体喷射器，包括：

阀体；

在所述阀体内的一对面对面的侧壁；

阀元件保持区域，其在所述阀体的至少一部分之内在所述面对面的侧壁之间纵向延伸；

至少一个流体通道，其在所述阀体的至少一部分之内纵向延伸，并与所述阀元件保持区域的至少一部分形成流体连通，所述流体通道由所述面对面的侧壁之间的空间限定；

至少一个流体出孔，其穿过所述阀体与所述至少一个流体通道形成流体连通；

流体压力致动阀元件，其位于所述阀元件保持区域内，并在阀开启位置与阀关闭位置之间沿该区域可纵向移动，其中通过所述阀元件保持区域防止所述阀元件在所述阀体内振荡，流体在阀开启位置流经所述阀体，且流体在阀关闭位置不会流经所述阀体；以及

盖体，其连接于所述阀体，所述盖体具有在所述阀体内部延伸的套筒，所述套筒具有基本上等于所述阀元件直径的内部直径，其中所述阀元件和所述套筒基本防止流体在所述阀开启位置和所述阀关闭位置之间的浮动位置流经所述阀体，且所述阀元件在低的和变化的压力下浮于所述套筒内，以在压力下降时防止所述阀元件敲击所述套筒。

15.如权利要求14所述的流体喷射器，其特征在于：当油压下降到预先确定的阈值之下时，所述阀元件保持于所述套筒之内。

16.如权利要求15所述的流体喷射器，其特征在于：所述阀元件为球。

17.如权利要求16所述的流体喷射器，其特征在于：所述阀体由粉末金属压铸而成。

18.如权利要求17所述的流体喷射器，其特征在于：响应于作用于所述阀元件上的预先确定的流体压力，所述阀元件沿所述阀元件保持区域被致动至阀开启位置。

19.如权利要求18所述的流体喷射器，其特征在于：包括半圆形侧壁部分的至少一个侧壁部分地限定所述阀元件保持区域。

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